B型热电偶(B-type thermocouple)是一种用于高温测量的温度传感器,主要由铂铑30-铂铑6(Pt30%Rh-Pt6%Rh)合金丝构成,属于贵金属热电偶。以下是关于B型热电偶的详细说明:
1. 基本特性
温度范围:
长期使用可达0°C~1700°C,短期可测至1820°C,适用于超高温环境(如冶金、玻璃制造、航天实验等)。
输出电压:
灵敏度较低(约6μV/°C),在600°C以下输出信号微弱,因此不推荐用于低温测量。
精度等级:
标准级(Class 2)误差±0.5%(0~1100°C),精密级(Class 1)误差±0.25%。
2. 结构特点
导体材料:
正极(BP):铂铑合金(含30%铑);负极(BN):铂铑合金(含6%铑)。
保护管:
需使用高纯氧化铝(Al₂O₃)或陶瓷套管,避免金属污染导致漂移。
冷端补偿:
因输出电压低,需高精度冷端补偿(如冰点器或电子补偿模块)。
3. 优缺点
优点:
耐高温、抗氧化(铂铑合金稳定性极佳);
长期漂移小,适合高精度实验。
缺点:
成本高(铑为稀有贵金属);
低温区灵敏度差,需配合高分辨率仪表。
4. 典型应用
工业:钢水连续测温、高温炉温场校准。
科研:晶体生长炉、航天材料热性能测试。
5. 对比其他热电偶
类型
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材料组合
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温度范围
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灵敏度(0°C时)
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适用场景
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B
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Pt30%Rh/Pt6%Rh
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0~1700°C
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6μV/°C
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超高温、惰性环境
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S
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Pt10%Rh/Pt
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0~1600°C
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10μV/°C
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医药、精密工业
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K
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NiCr/NiAl
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-200~1260°C
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41μV/°C
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通用工业(氧化/中性)
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N
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NiCrSi/NiSiMg
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-270~1300°C
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39μV/°C
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高温抗氧化替代K型
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6. 使用注意事项
导线补偿:必须使用匹配的B型补偿导线(如铜-铜镍合金),避免中间导体误差。
绝缘电阻:高温下绝缘电阻可能下降,需定期校准(建议每6个月一次)。
安装:插入深度需≥保护管直径的8倍,减少热传导误差。
需避免还原性气氛(如H₂、CO),否则铂铑合金可能中毒失效。
真空环境:可以长期使用,但需避免铂挥发污染(1600°C以上)。
含碳环境:绝对禁止,碳会与铂铑合金反应生成脆性碳化物,导致热电偶快速失效。
1. 真空环境(惰性/还原性气氛)
2. 含碳环境(还原性气氛)
替代方案:
环境
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推荐热电偶类型
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原因
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含碳气氛
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钨铼热电偶(WRe5/26)
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抗碳腐蚀,工作上限2500°C(需H₂保护)
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真空高温
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N型热电偶(NiCrSi/NiSi)
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成本低于B型,1300°C以下漂移小
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总结建议: